DE3428828A1 - DEVICE FOR CONVEYING MECHANICAL STRESS HIGH-SENSITIVE LIQUIDS - Google Patents
DEVICE FOR CONVEYING MECHANICAL STRESS HIGH-SENSITIVE LIQUIDSInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förderung von gegen mechanische Beanspruchung hochempfindlichen Flüssigkeiten, insbesondere von menschlichem Blut.The present invention relates to a device for conveying highly sensitive to mechanical stress Fluids, especially human blood.
Sie betrifft weiterhin in besonderer Anwendung der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung Haemodialyse-, Ultrafiltrations-, Haemofiltrations- und Plasmaseparationsvorrichtungen.It also relates, in particular application, to those according to the invention Conveyor device hemodialysis, ultrafiltration, hemofiltration and plasma separation devices.
Das menschliche Blut stellt eine gegen mechanische Bean- " spruchung hochempfindliche Flüssigkeit dar, die unter Quetschbelastung leicht z.B. zu einer permanenten Haemolyse-und GerinnungsrateHuman blood is a fluid that is highly sensitive to mechanical stress and that is squeezed easily e.g. to a permanent hemolysis and coagulation rate
neigt.tends.
2BBl8 2BBl 8
Aus diesem Grunde ist man auf Schlauchpumpen angewiesen, bei
denen lediglich vor dem erneuten Einsatz sterile Schläuche
eingesetzt werden müssen. ' ■ .__For this reason one is dependent on peristaltic pumps
which only use sterile hoses before using them again
must be used. '■ .__
Bei diesen Schlauchpumpen rollt ein.Rad über den Schlauch,
Dieses Quetscht den Schlauch zusammen und preßt das im SchlauchWith these peristaltic pumps, the wheel rolls over the hose,
This squeezes the hose together and compresses it in the hose
Aus Sterilxtätsgründen müssen die Fördervorrichtungen, dieFor reasons of sterility, the conveying devices that
für den extrakorporalen Bluttransport zu Filtern oder Aus- ifor extracorporeal blood transport to filters or outputs i
tauschmembranan oder dergl. eingesetzt werden, grundsätzlich Jexchangeable membranes or the like are used, basically J
in jedem Anwendungsfall durch neue hochsterile Anlagen ausge- jequipped with new, highly sterile systems in every application
tauscht werden. J be exchanged. J
befindliche Blut durch eine Abrollbewegung vor sich her. !present blood by rolling in front of you. !
Derartige Schlauchpumpen weisen erhebliche Nachteile auf. |Such peristaltic pumps have considerable disadvantages. |
Einerseits beanspruchen auch diese Pumpen das Blut in hohem
Maße mechanisch, sodaß Haemolyse- und Gerinnungsrate bestehen
bleiben. Weiterhin erzeugen sie ständig Abrieb, der vom
menschlichem Organismus aufgefangen wird und nicht abgebaut
werden kann. JOn the one hand, these pumps also put a lot of stress on the blood
Mechanical dimensions so that hemolysis and coagulation rates exist
stay. Furthermore, they constantly generate abrasion from the
is captured by the human organism and not broken down
can be. J
Andererseits ist es mit diesen Gerätschaften nur schwer
möglich, eine gezielte und kontrollierte Förderleistung ein- i zustellen, was unter anderem durch die elastischen Eigenschaften;
des verwendeten Schlauchmaterials erklärlich ist. ;On the other hand, it is difficult with these devices
possible to set a targeted and controlled delivery rate, which is partly due to the elastic properties; the hose material used is understandable. ;
Ein Messen innerhalb des Blutstromes mit Hilfe von Rotametern , oder ähnlichem, scheidet aus oben dargestellten Gründen aus. ;A measurement within the blood stream with the help of rotameters, or the like, is ruled out for the reasons set out above. ;
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Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, unter drastischer Herabsetzung der mechanischen Belastung und Verhinderung der Entstehung von Abrieb, eine Fördervorrichtung zu schaffen, bei der die Förderrate genau vorgebbar und problemlos kontrollierbar ist.The present invention has therefore set itself the task of drastically reducing the mechanical load and preventing the occurrence of abrasion, creating a conveying device in which the conveying rate can be precisely specified and is easily controllable.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einer Pumpkammer besteht, die einen mit einer Arbeitsflüssigkeit befüllbaren Pumpraum aufweist und in dem eine gegenüber der Arbeitsflüssigkeit abgedichtete, einen Hohlraum bildende, über mindestens einen Durchbruch der Kammer nach außen geführte Dauermembran angeordnet ist, wobei die Pumpkammer einen Anschluß besitzt, über den der Pumpraum mit wechselnden Drücken beaufschlagbar ist.This object is achieved with a device of the type described at the beginning, which is characterized in that that it consists of a pump chamber which has a pump chamber that can be filled with a working fluid and in which a cavity which is sealed off from the working fluid and forms a cavity via at least one opening in the chamber outwardly guided permanent membrane is arranged, wherein the pump chamber has a connection via which the pump chamber with alternating pressures can be applied.
Das erfinderische Prinzip der Arbeitsweise der Vorrichtung ist dabei folgendes.The inventive principle of the operation of the device is the following.
Mit Hilfe einer Sekundärflüssigkeit wird der von einer intermittierend arbeitenden mechanischen Pumpe, die z.B. eine Kolbenpumpe sein kann von dieser erzeugte Druckverlust frei an den von der Dauermembran umschlossenen Raum weitergegeben. In dieser befindet sich die zu fördernde "hochempfindliche Flüssigkeit, die direkt mengenproportional zur Kolbenbewegung der mechanischen Pumpe aus dem Innenraum der Membran verdangt wird.With the help of a secondary fluid, the one is intermittent working mechanical pump, which e.g. can be a piston pump from this generated pressure loss free passed on to the space enclosed by the permanent membrane. In this is the "highly sensitive" to be promoted Liquid that is displaced from the interior of the membrane in direct proportion to the piston movement of the mechanical pump will.
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Dabei ist vorteilhafterweise nicht erforderlich, daß sich die Membranwände berühren, wodurch ein Entstehen von Abrieb sicher vermieden wird.It is advantageously not necessary that the Touch the membrane walls, which reliably prevents the occurrence of abrasion.
Am Ausgang aus dem Hohlraum, dem Durchbruch, können zwei Leitungen angeschlossen sein, die separate Ventile besitzen. Nach dem Verdrängen wird das Ventil der Ableitung geschlossen und das der Zuleitung geöffnet. Durch die rückläufige Bewegung der mechanischen Pumpe wird proportional zum zurückgelegten Weg des Arbeitsorgans der Pumpe Arbeitsflüssigkeit aus dem Pumpraum abgezogen und im Hohlraum entsteht der entsprechende Unterdruck. Die der Arbeitsflüssigkeit entsprechende Menge hochempfindliche Flüssigkeit wird eingesogen.At the exit from the cavity, the breakthrough, two lines can be connected that have separate valves. After the displacement, the valve of the discharge line is closed and that of the supply line is opened. Because of the retrograde movement the mechanical pump is proportional to the distance covered by the working organ of the pump working fluid from the The pump chamber is withdrawn and the corresponding negative pressure is created in the cavity. The amount corresponding to the working fluid highly sensitive liquid is sucked in.
Die Vorteile aus diesem Vorgehen liegen auf der Hand. Neben dem berührungslosen Pumpvorgang ergibt sich eine präzise regelbare Volumenströmung, diese ist somit vorgebbar und durch einfaches Zählen der Arbeitsgänge z.B. einer Kolbenpumpe (Hübe) zu überwachen.The advantages of this approach are obvious. In addition to the contactless pumping process, there is also a precise adjustable volume flow, this can therefore be specified and simply counted the work steps of a piston pump, for example (Strokes) to monitor.
Damit kann aber auch der Fördervorgang von einem Rechner gesteuert werden, eine Messung z.B. im strömenden Blut ist nicht erforderlich.This means that the pumping process can also be controlled by a computer, e.g. a measurement is in the flowing blood not mandatory.
Als weiterer entscheidender Vorteil ist anzuführen, daß der Druck in der hochempfindlichen Flüssigkeit sehr genau gemessen werden kann, ohne Manometer in der Flüssigkeitsbahn anordnen zu müssen, da es genagt, den Druck der Arbeitsflüssigkeit zu bestimmen. Erfindungsgemäß stimmt dieser mit dem in der zu fördernden Flüssigkeit genau überein.Another decisive advantage is that the pressure in the highly sensitive liquid is measured very precisely without having to arrange a pressure gauge in the fluid path, since it gnaws the pressure of the working fluid determine. According to the invention, this corresponds exactly to that in the liquid to be conveyed.
Da, wie oben geschildert, extrem hohe Sterilitätsansprüche im Falle des extrakorporalen Bluttransports z.B. von dem Shunt eines Patienten über einen Dialysator oder dergl. inSince, as described above, extremely high sterility requirements in the case of extracorporeal blood transport, e.g. from the Shunt a patient via a dialyzer or the like
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den Körper zurück gestellt wer den, müssen die mit dem Patientenblut in Berührung kommenden Teile ausgetauscht werden. Dazu wird vorgeschlagen, in die Dauermembran eine hohle, mit der empfindlichen F"!ttrsslgk~efit befüllbare Wechselmembran einzuführen. If the body is put back, those with the Parts that come into contact with the patient's blood must be replaced. For this purpose, it is proposed to have a hollow, with the sensitive F "! ttrsslgk ~ efit fillable exchangeable membrane.
Die Wandungen der Membranen liegen dabei luftfrei aneinander an, wobei die Luft durch absaugen oder durch Verdrängen von Flüssigkeit aus dem Zwischenraum entfernt werden kann.The walls of the membranes lie against one another without air on, whereby the air can be removed from the space by suction or by displacing liquid.
Die Wechselmembran kann durch die Dauermembran hindurchreichen und über ihre Enden den Zu- und den Ablauf bilden.The interchangeable membrane can reach through the permanent membrane and form the inlet and outlet via its ends.
Sie kann aber auch einseitig geschlossen sein. Dieses geschlossene Ende wird dann in die mit z.B. Wasser gefüllte Dauermembran eingeschoben und legt sich unter Verdrängung dieses Wassers an die Wandungen der Dauermembran an, ohne daß störende, die Fördergenauigkeit negativ beeinflussende Gasblasen zwischen den Wandungen verbleiben.But it can also be closed on one side. This closed one The end is then pushed into the permanent membrane filled with e.g. water and lies down under displacement this water on the walls of the permanent membrane without disturbing, negatively affecting the delivery accuracy Gas bubbles remain between the walls.
Der gleiche Effekt kann durch Absaugen der Luft erzielt werden.The same effect can be achieved by sucking out the air.
' Die Wandung der Pumpkammer kann insbesondere zwei Durchbrüche aufweisen, die über Dichtflächen zum Abdichten der Membranzwischenräume verfügen. Dadurch wird unerwünschter Lufteintritt beim Anlegen des Unterdrucks vermieden, mit dessen Hilfe z.B. das Blut in die Wechselmembran eingesaugt wird.The wall of the pump chamber can in particular have two openings have, which have sealing surfaces for sealing the membrane spaces. This will prevent unwanted air entry avoided when applying the negative pressure, with the help of which, for example, the blood is sucked into the interchangeable membrane.
Die Dichtflächen können insbesondere konisch ausgebildet sein, und die Wechselmembran kann konische endseitige (gleichgeneigte) Anschlußstücke aufweisen, deren eines die für die Leitungen erforderliche Anschlüsse aufweist.The sealing surfaces can, in particular, be conical, and the interchangeable diaphragm can be conical at the end (equally inclined) Have connecting pieces, one of which has the connections required for the lines.
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Die konischen Teile werden in den jeweiligen Gegenkonus geschoben und dort abdichtend gehalten.The conical parts are pushed into the respective counter cone and held there in a sealing manner.
Da die Wechselmembran aus elastischem Material (z.B. Siliconschlauch)
bestehen'Tmiß, kann auch an das Ende der Wechselmembran
eine Verlängerung als Zug angebracht sein, mit
dessen Hilfe die Wechselmembran durch die Dauermembran in
die Passungen gezogen werden kann.Since the interchangeable membrane is made of elastic material (e.g. silicone hose), an extension can also be attached to the end of the interchangeable membrane as a pull
whose help the interchangeable membrane through the permanent membrane in
the fits can be drawn.
Das bevorzugte mechanische Arbeitsorgan ist eine Kolbenpumpe,
die exakt festlegbare Volumina zu fördern in der Lage ist.
Über Kolbenweg und Kolbenguerschnitt errechnet sich das
bewegte Volumen der Arbeitsflüssigkeit, das dem der geförderten
Blutmenge entspricht.The preferred mechanical working organ is a piston pump,
which is able to convey precisely definable volumes.
This is calculated using the piston travel and piston cross-section
moved volume of the working fluid, that of the conveyed
Corresponds to the amount of blood.
Diese Pumpe ist über eine Leitung an die Pumpkammer angeschlossen. This pump is connected to the pump chamber via a line.
Es ist grundsätzlich möglich, mehrere Pumpkarnmern mit einer jIt is basically possible to have several pump chambers with a j
Kolbenpumpe zu betreiben. Da aber durch das Anlegen zweier !Operate piston pump. But since by creating two!
Membrane aneinander ein bezüglich der Elastizität Undefiniertes jMembrane to one another with regard to elasticity undefined j
Gebilde entsteht, können in den jeweiligen Kammern unter- ' schiedliche Widerstände und Fördermengen auftreten.Structure arises, can under- ' different resistances and delivery rates occur.
Es ist daher vorzuziehen, daß jede Kammer an einen eigenen ! Zylinderraum der Kolbenpumpenangeschlossen ist. : It is therefore preferable that each chamber should have its own! Cylinder chamber of the piston pump is connected. :
Über die Kolbenbewegung werden auch die Ventile gesteuert,The valves are also controlled via the piston movement,
die z.B. in den Momenten der oberen und unteren Totpunkte ; der Kolbenbewegungen geöffnet bzw. geschlossen werden. |e.g. in the moments of the top and bottom dead centers; the piston movements are opened or closed. |
j Die Ventile sind dabei vorzugsweise Quetschhebel, die auf die :j The valves are preferably pinch levers that target the:
die Flüssigkeit transportierenden Leitungen drücken und der- _ art nicht mit der hochsensiblen Flüssigkeit in direkte Be- ■press the liquid-transporting lines and the- _ art does not come into direct contact with the highly sensitive liquid
rührung kommen.be moved.
Da dieses Drücken aber auch nicht wie im Fa Ue der bekannten Schlauchpumpen ein ständiges Abrollen ist, entsteht auch kein oder ein vergleichsweise nur äußerst geringer Abrieb.Since this pressure is not as in the case of the well-known Peristaltic pumps are constantly rolling, there is also no or comparatively only extremely low abrasion.
Die Arbeitsflüssigkeit ist vorzugsweise Wasser. Es sind aber auch mit Vorteil andere in der medizinischen Technik eingesetzte Flüssigkeiten, wie alkoholische oder andere .Lösungen, einsetzbar.The working fluid is preferably water. However, others are also used to advantage in medical technology Liquids, such as alcoholic or other solutions, can be used.
Mehrere derartiger Vorrichtungen können zu wechselweise antreibbaren Einheiten zusammengefaßt werden, womit ein weitgehend kontinuierlicher (Blut)fluß erzeugt werden kann.Several such devices can be driven alternately Units are combined, so that a largely continuous (blood) flow can be generated.
Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.The present invention is explained in more detail with the aid of the accompanying figures.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung; Fig. 2 zeigt die Pumpmechanik;Fig. 1 shows the pumping device according to the invention; Fig. 2 shows the pumping mechanism;
Fig. 3 zeigt in schematischer Übersicht den Einsatz der Fördervorrichtungen bei der Blutbehandlung.Fig. 3 shows a schematic overview of the use of Blood treatment conveyors.
Fig. 1 zeigt die Pumpkammer 1, in der der Pumpraum 2 enthalten ist. Dieser ist mit einer Arbeitflüssigkeit gefüllt und über die Leitung bei 5 an eine mechanische (Kolben)Pumpe angeschlossen. Im Pumpraum 2 befindet sich weiterhin eine Dauermembran 4, die einen Hohlraum umschließt und deren Innenraum von der Arbeitsflüssigkeit absperrt.Fig. 1 shows the pump chamber 1 in which the pump chamber 2 is contained is. This is filled with a working fluid and via the line at 5 to a mechanical (piston) pump connected. In the pump chamber 2 there is also a permanent membrane 4, which encloses a cavity and its Shuts off the interior from the working fluid.
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•Beieinseitig geschlossener Ausführung dieser Vorrichtung
:v7ireL·über;den Anschluß 5 auf die Dauermembran 4 ein Druck
ausgeübt, wobei sich deren Wände aufeinanderzu bewegen und
den Innenraum verkleinern. Befindet sich eine Flüssigkeit• Design of this device closed on one side
: v7ireL · over; the connection 5 on the permanent membrane 4 a pressure
exercised, the walls of which move towards each other and
reduce the interior space. There is a liquid
darin, so wird sie aus dem"Durchbruch 3 ausgetrieben.in it, it is driven out of the "breakthrough 3".
-Notwendigerweise müssen zwei. Zuleitungen zur Flüssigkeitsförderung an den von der Wechselmembran umschlossenen. Hohlraum ! angeschlossen sein. Dabei können diese mit dessen beiden j-Necessarily need two. Supply lines for pumping liquid to the one enclosed by the interchangeable membrane. Cavity! be connected. This can be done with its two j
Enden verbunden sein. ,Ends connected. ,
Über eine Ventilsteuerung kann so ein Ende jeweils verschlossen
und je nach Kolbenbewegung Druck oder Unterdruck
erzeugt werden, was zu einem Ausstoßen und Ansaugen führt.A valve control can be used to close one end and apply pressure or negative pressure depending on the piston movement
are generated, resulting in discharge and suction.
Bei einseitigem Anschluß, wie in der Figur dargestellt, weist
dieser die beiden Leitungen 13, 14 auf, die jeweils im Wechsel
verschließbar sind. \ With one-sided connection, as shown in the figure, has
this the two lines 13, 14, each alternating
are lockable. \
Der Durchbruch 3 kann konisch ausgebildet sein und ein ent- ■ sprechendes kegelförmiges Anschlußstück 10 mit Dichtfläche 9 ■ aufnehmen. Das gegenüberliegende Teil kann eine Schraub- ; oder Klemmverbindung mit einem Halteelement 15 sein. ; The opening 3 can be conical and receive a corresponding conical connection piece 10 with a sealing surface 9. The opposite part can be a screw; or a clamping connection with a holding element 15. ;
Zwischen Halteelement 15 und Anschlußstück 10 erstreckt sichBetween the holding element 15 and the connecting piece 10 extends
die Wechselmembran 6, auf die Anschlüsse 11, 12 sind die ;the interchangeable membrane 6, on the connections 11, 12 are the;
Leitungen 13, 14 aufgeschoben. ·Lines 13, 14 pushed on. ·
- AnS'tel:le-des Halteelementes 1 5 kann eine konische Steckverbindung- vorgesehen sein. - AnS'tel : le-of the holding element 1 5, a conical plug connection can be provided.
-Welche Befestigungsart für die Wechselmembran an der Pump- ' kammer auch gewählt wird, sie muß ein gasblasenfreies An--What type of attachment for the interchangeable membrane on the pump- ' chamber is also selected, it must have a gas bubble-free
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liegen "der beiden Membranwandungen aneinander gewährleisten, um ein fehlerfreies Fördern zu ermöglichen.ensure that the two membrane walls lie against one another, to enable error-free conveyance.
Fig. 2 zeigt den Anschluß einer Kolbenpumpe mit Kolben 17 an zwei Fördervorrichtungen, wobei jedoch jede dieser Vorrichtungen an einen eigenen Zylinderraum angeschlossen ist.2 shows the connection of a piston pump with piston 17 to two conveying devices, each of these devices being connected to its own cylinder space.
Diese Kolbenpumpe-kann z.B. durch ein außen um das Gehäuse angeordnetes Magnetfeld oder auch durch Pleueltrieb bewegt werden.This piston pump can e.g. by an outside around the housing arranged magnetic field or be moved by connecting rod.
Wichtig ist jedoch dabei, daß über den vom Kolben 17 zurückgelegten Weg genaue Informationsmöglichkeit besteht.It is important, however, that over the distance covered by the piston 17 Exact information possibility exists.
Fig. 3 zeigt die verschiedenen Anschlußmöglichkeiten von zu Einheiten zusammengefaßten Fördervorrichtungen.Fig. 3 shows the various connection options of conveying devices combined into units.
Die vier Vorrichtungen PK1 bis PK4 bilden dabei eine Konstantförderpumpe inheit, wobei PK1 und PK4 an die das aus dem menschlichen Körper stammende Blut aufnehmende arterielle Depotkammer (art.D.K.) (bei Saugtakt) und an die Dialysator/Filtereinheit j (bei Drucktakt) angeschlossen ist. PK3 und PK4 fördern analog ! aus der Dialysator/Filtereinheit in die venöse Depotkammer (ven.D.K.) wobei PK1 und PK4 ebenso wie PK2 und PK3 im Wechsel betrieben werden.The four devices PK1 to PK4 form a constant feed pump unit, where PK1 and PK4 are connected to the arterial depot chamber that receives the blood from the human body (art.D.K.) (with suction cycle) and to the dialyzer / filter unit j (at print cycle) is connected. PK3 and PK4 promote analogously! from the dialyzer / filter unit into the venous depot chamber (ven.D.K.) where PK1 and PK4 as well as PK2 and PK3 are operated alternately.
Die ültrafiltrationspumpeneinheit UFP weist die beiden Fördervorrichtungen PK5 und PK6 auf, die zur Erzeugung eines vorgebbaren Transmembrandruckes zusammen mit der KFP-Einheit oder zusammen mit einer Haemofiltrationseinheit HFP betreibbar dargestellt ist. PK1 und PK4 sind dabei mit der arteriellen Depotkammer und der UFP-Einheit verbunden und PK3 und PK4 stehen mit einem Substitutionsgefäß in Verbindung, von wo aus sie Substitutionslösung in von PK1 und PK4 gefördertenThe ultrafiltration pump unit UFP has the two delivery devices PK5 and PK6, which are used to generate a predeterminable transmembrane pressure together with the KFP unit or can be operated together with a hemofiltration unit HFP is shown. PK1 and PK4 are connected to the arterial depot chamber and the UFP unit, and PK3 and PK4 are connected to a substitution vessel, from where they substitution solution in the PK1 and PK4 promoted
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entsprechenden Mengen in die venöse Depotkammer einbringen. Die Arbeitsweise Ultrafiltrationspumpe UFP ist dabei folgende:bring the appropriate amounts into the venous depot chamber. The ultrafiltration pump UFP works as follows:
UFP und KFP sind in einem Gehäuse untergebracht. Trotzdem arbeitet die UFP funktionell selbständig, weshalb sie hier, auch gesondert beschrieben wird.UFP and KFP are housed in one housing. Nevertheless, the UFP works functionally independently, which is why it is here, is also described separately.
Die UFP transportiert Blut von der arteriellen DepotkammerThe UFP transports blood from the arterial depot chamber
in den Dialysator bzw. Filter. Dieses Blutvolumen wird nicht jinto the dialyzer or filter. This blood volume will not j
abgefördert. Das insgesamt zu fördernde Blutvolumen ent- jpromoted. The total blood volume to be pumped ent- j
spricht der Gesamtultrafxltratxonsmenge. Es entsteht somit jspeaks the total amount of ultrafxltratxons. There is thus j
der Transmembrandurck der erforderlich ist,um die gewünschte jthe transmembrane pressure required to achieve the desired j
ültrafiltrationsrate zu erreichen.to achieve ultrafiltration rate.
Die insgesamt vier Abgänge der Pumpenkammern sind zwei Ven tilregistern zugeordnet, so daß folgender Funktionsablauf möglich wird: . ■-The total of four outputs of the pump chambers are assigned to two Ven tilregisters, so that the following functional sequence becomes possible:. ■ -
PK 5 fördert Blut in den Dialysator bzw. Filter, während sich PK 6 aus der arteriallen Depotkammer befüllt.PK 5 conveys blood into the dialyzer or filter, while PK 6 moves out of the arterial depot chamber filled.
b) Re2ister_A_geöffnetx_Register_B_qeschlossen:b) Re2ister_A_open x _Register_B_qclosed:
PK 5 entnimmt Blut aus der arteriellen Depotkammer, während PK 6 das Blut dem Dialysator bzw. Filter zufördert.PK 5 takes blood from the arterial depot chamber, while PK 6 takes blood from the dialyzer or filter promotes.
In den arteriellen und venösen Pumpenkammern befinden sich Druckmeß aufnehmer'. Die Signalverarbeitung ist so ausgelegt, daß sie unter anderem folgenden Aufgaben gerecht wird:There are pressure transducers in the arterial and venous pump chambers. The signal processing is designed in such a way that that it fulfills the following tasks, among others:
1. Alarmbegrenzbare Transmembrandruckanzeige1. Alarm limitable transmembrane pressure indicator
2. Interne Gegenkontrolle auf-r2. Internal cross-checking on-r
a) Meßgenauigkeit " b) Ventilschließfunktion,a) measuring accuracy "b) valve closing function,
Die Regelung der Förderleistung erfolgt über folgende Ein gabeinformationen; —-The delivery rate is regulated using the following input information; ---
1 . Gesamtbehandlungszeit und Ultrafiltrationsrate1 . Total treatment time and ultrafiltration rate
oder
2. Ultrafiltrationsrate pro Stundeor
2. Ultrafiltration rate per hour
Die Förderleistungsrate der UFP ist gegenüber der Förderleistungsrate der KFP zwangsläufig vorranggeschaltet, da die Förderleistung der KFP füllstandsgeregelt arbeitet.The delivery rate of the UFP is compared to the delivery rate the KFP is inevitably given priority, since the delivery rate of the KFP works level-controlled.
Die Arbeitsweise der Haemofiltrationspumpe HFP wird nachstehend erläutert:The operation of the HFP hemofiltration pump is as follows explained:
Die HFP dosiert Blut von der arteriellen Deptkammer in den Filter. Dieses Blutvolumen wird nicht abgefördert. Das insgesamt zu fördernde Blutvolumen ist der Ultrafiltrationsmenge gleich, die der Gesamtmenge der einzusetzenden Substitutionslösungsmenge entspricht. Es entsteht zusätzlich zu dem Transmembrandruck der UFP der Transmembrandruck, der erforderlich ist, um die gewünschte Ultrafiltrationsrate zu erreichen.The HFP doses blood from the arterial deptic chamber into the Filter. This blood volume is not removed. The total volume of blood to be pumped is the amount of ultrafiltration equal to the total amount of the substitution solution to be used. It also arises to the transmembrane pressure of the UFP is the transmembrane pressure that is required to achieve the desired ultrafiltration rate to reach.
Es ist somit unmöglich, mit den üblicherweise verwendeten Blutpumpensystemen bei vertretbarem Aufwand und vertretbarer mechanischer Butbelastung folgenden Anforderungen gerecht zu werden:It is therefore impossible to use the blood pump systems commonly used with a justifiable outlay and more justifiable mechanical stress to meet the following requirements will:
. Druckfreie Passage der Membran. Pressure-free passage through the membrane
2. Kontinuisierung der Membranpassagenflußgeschwindigkeit im Gegensatz-zum intermittierenden Fluß bei Verwendung ί des Single-Needle-Systems. j2. Continuation of the membrane passage flow rate in contrast to the intermittent flow when using ί the single-needle system. j
. Kontinuisierung des blutseitigen Transmembrandrucks und j somit zuverlässige Transmembrandrucksteuerung im Gegen- j satz zu unvermeidlich extremen Transmembrandruck - Ampli- j. Continuation of the blood-side transmembrane pressure and j thus reliable transmembrane pressure control in the opposite j rate of inevitably extreme transmembrane pressure - ampli j
tuden bei Verwendung des Single-Needle-Systems. Ituden when using the single-needle system. I.
4. Präzise Erfassung der Druckverhältnisse über die gesamte4. Precise recording of the pressure conditions over the entire
Strecke Pumpenausgang/Kanüle bzw. Kanüle/Pumpenausgang und daher mit geringem Aufwand die Möglichkeit Shuntkapazitätsorientiert zu fördern.Pump outlet / cannula or cannula / pump outlet section and therefore the possibility of shunt capacity-oriented with little effort to promote.
5. Präzise Erfassung und Steuerung des jeweiligen Schlagvolumens, woraus sich die quantitative Definitionsmöglichkeit von Rezirkulationsvolumina ergibt.5. Precise recording and control of the respective stroke volume, from which the quantitative definition possibility of recirculation volumes results.
6. Blutseitige Filtrationsmengensteuerung durch Blutvolumenhinzudosierung in physiologischen Druckbereichen unab- hängig von Membrankenndaten und evtl. vorhandener Sekundärmembran wie auch von Dialysatdrucken.6. Blood-side filtration quantity control by adding blood volume in physiological pressure ranges, independent of membrane characteristics and any secondary membrane that may be present as well as from dialysate prints.
7. Blutseitig eigensichere und differenzfreie Filtrat-/ Substitutionslösungsbilanzierung.7. Intrinsically safe and differential-free filtrate / Substitution solution accounting.
EPO COPY QM EPO COPY QM
Es ergibt sich somit folgender FunktionsablaufThe following functional sequence thus results
a)a)
PK 4 fördert Blut in den Dialysator, während s.ich
PK 2 mit der zwangsläufig gleichen Menge Substitutionslösung befüllt, -PK 4 pumps blood into the dialyzer while s.me
PK 2 filled with the same amount of substitution solution,
PK 3 fördert "Substitutionslösung in die venöse
Depotkammer, während sich PK 1 mit der zwangsläufig
gleichen Menge Blut aus der arteriellen Depotkammer
befüllt.PK 3 promotes "substitution solution in the venous
Depot chamber, while PK 1 with the inevitably
equal amount of blood from the arterial depot chamber
filled.
b) Rec!ister_A_cjeöf f net^^eaiste^^geschlossen : ib) R ec ! ister_A_cjeöf f net ^^ eaiste ^^ closed: i
PK 4 entneimmt der arteriellen Depotkammer Blut, iPK 4 takes blood from the arterial depot chamber, i
während PK 2 mit der zwangsläufig gleichen Menge Sub- Iwhile PK 2 with the inevitably the same amount of Sub-I
stitutionslösung befüllt wird, - ', institutional solution is filled, - ',
PK 3 gefüllt sich mit Substitutionslösung, während iPK 3 is filled with substitution solution, while i
PK 1 die zwangsläufig gleiche Menge Blut in den ' Filter fördert.PK 1 inevitably promotes the same amount of blood into the 'filter.
Die zustandekommenden Druckgrößen werden von den Meßaufnehmern, : wie vorstehend beschrieben, überwacht.The resulting pressure variables are monitored by the measuring sensors : as described above.
Steuerung und Regelung sind identisch mit der der Ultrafiltrations- , pumpe.Control and regulation are identical to that of the ultrafiltration, pump.
Die Entnahme des menschlichen blutes für den extrakorporalen
Kreislauf und die Rückgabe in den Körper, kann erfindungsgemäßThe extraction of human blood for the extracorporeal
Circulation and its return to the body can, according to the invention
mit Hilfe des Single-Needle-Verfahrens mit der ebenfalls in !using the single-needle method with the also in!
EPO COPYEPO COPY
Fig. 3 dargestellten Single-Needle-Pumpe (SNP) vorgenommen ! werden: \ Fig. 3 shown single-needle pump (SNP) made! will: \
Die SNP transportiert Blut aus der Kanüle in die arterielle JThe SNP transports blood from the cannula into the arterial J.
Depotkammer und aus~de~r~-venösen Depotkammer in die Kanüle j zurück. jDepot chamber and from ~ the ~ r ~ -venous depot chamber into the cannula j return. j
Zwei Kolbenpumpen mit jeweils einem Arbeitsraum bewirken mit jeweils gleichsinniger Richtungsbewegung sowohl eine Volumenverdrängung wie auch eine Volumenvergrößerung in den beiden ZyIinderräumen.Two piston pumps, each with one working chamber, cause one movement each with the same directional movement Volume displacement as well as an increase in volume in the two cylinder spaces.
Der weitere Aufbau entspricht der vorstehenden Beschreibung mit der Abweichung, daß nicht vier-, sondern zwei Dauerbzw. Wechselmembranan bewegt werden.The further structure corresponds to the above description with the difference that not four, but two Dauerbzw. Exchangeable membrane to be moved.
Die insgesamt vier Abgänge der Pumpenkammern sind zwei Ventilregistern zugeordnet. Desweiteren sind die beiden Zylinderräume nach beiliegendem Schema den Pumpenkammern zugeordnet, so daß folgender Funktionsablauf möglich wird:The total of four outlets of the pump chambers are two valve registers assigned. Furthermore, the two cylinder chambers are assigned to the pump chambers according to the attached scheme, so that the following functional sequence is possible:
PK 1 entnimmt arterialles Blut aus der Kanüle, während PK 2 venöses Blut der venösen Depotkammer entnimmt.PK 1 draws arterial blood from the cannula while PK 2 takes venous blood from the venous depot chamber.
b) Β§2ΐ§1:§ϊ_^9§§2]2ΐ2§§§0^._5§9ΐ§ί:§ϊ_?_Ε§2£ίη§έ: b) Β§2ΐ§1: §ϊ_ ^ 9§§2] 2ΐ2§§§0 ^ ._ 5§9ΐ§ί: §ϊ _? _ Ε§2 £ ί η §έ :
PK 1 fördert Blut in die arterielle Depotkammer, während PK 2 venöses Blut in die Kanüle fördert.PK 1 conveys blood into the arterial depot chamber, while PK 2 conveys venous blood into the cannula.
In der arteriellen und venösen Pumpenkammer befinden sich Druckmeßaufnehner.There are pressure sensors in the arterial and venous pump chambers.
Die Signalverarbeitung ist so ausgelegt, daß sie alarm- bzw. steuergrenzverwendbar ist. Der Kolbenweg wird dauernd überwacht.The signal processing is designed in such a way that it can be used for alarm or control limits is. The piston travel is continuously monitored.
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Claims (16)
Einheiten zusammengefaßt"sind.Claim 9, 10, 11 and 14 to be logically computer controllable
Units combined "are.
einer Arbeitsflüssigkeit auf eine einen Hohlraum umschließende Membran und der darin befindlichen zu ! fördernden Flüssigkeit relativ zu dieser jeweils im | Wechsel Über- und Unterdruck ausübt, dabei unter Ver- I meidung einer Berührung der Membranoberflächen die \ Flüssigkeit ansaugt und ausstößt und über Ventile die > Zu- und Ableitungen im Wechsel öffnet und schließt. jhighly sensitive fluids, in particular human blood, characterized in that one with the help
a working fluid on a membrane enclosing a cavity and the membrane located in it! conveying liquid relative to this in each case in the | Alternating positive and negative pressure exerts, besides under comparison I avoidance of contact of the membrane surfaces sucks the \ liquid and ejects and opens the> feed and discharge lines via valves alternately and closes. j
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